Волновой привод

(19) 16 Н 3/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 80 ЕР 063 Ид яДгктнс, ЖНЧЕСРНЕ ИЗОБРЕТЕ ОПИС АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ. Волно нострое идетель 16 НЗ/ идетель 16 НЗ/ тая пере(54) ВОЛНОВОЙ ПРИВОД(56) Гинзбург Е.Гдача. - Л.: МашиАвторское свЛЬ 1435866, кл, РАвторское свМ 1525369, кл. Р вращения с малой скоростью и реверсированием, а также к роботам и манипуляторам. Целью изобретения является расширение кинематических возможностей волнового привода за счет увеличения числа степеней свободы рабочего объектаДля этого привод снабжен волновой передачей третьей ступени, дополнительными коническими шестернями 29 и 30 и дополнительными управляемыми муфтами 16 и 28 для соединения входного вала 14 первой ступени с генератором 15 волн этой же ступени и посредством основной 27 и дополнительной 30 конических шестерен с валом 31 третьей ступени и основными коническими шестернями 26 и 24. 1 ил,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам передачи вращения с малой скоростью и реверсированием, а также к роботам и манипуляторам.Используемые в машиностроении волновые передачи характеризуются высокой точностью и надежностью в работе,Однако область их применения ограничена вследствие особенностей работы их элементов.Для расширения области применения волновых передач разработано устройство, достоинством которого является широкий диапазон регулирования скорости вращения объекта с реверсированием, но при этом обеспечивается одна степень свободы объекта,Известен волновой привод, обеспечивающий две степени свободы объекта.Однако в целом ряде устройств, таких как манипуляторы, роботы, а также в приводах некоторых антенн. требуется большее число степеней свободы обьекта,Цель изобретения - расширение кинематических возможностей для увеличения числа степеней свободы рабочего объекта.Варьируя передаточными отношениями передач привода можно получить заданную скорость перемещения объекта.Волновой привод, содержащий корпус, двигатель с приводным валом, жестко закрепленную на нем приводную шестерню, валы прямого и обратного вращения с приводными зубчатыми колесами для взаимодействия с приводной шестерней и двумя управляемыми шестернями для взаимодействия между собой, две управляемые муфты, волновые передачи первой и второй ступеней, жесткие колеса которых посредством опоры жестко соединены между собой, гибкое колесо первой. ступени жестко соединено с корпусом, а гибкое колесо второй ступени имеет раму, шестерню, установленную на входном валу первой ступени для взаимодействия с управляемой шестерней вала прямого вращения, конические шестерни для связи во второй ступени входного вала с генератором, сельсин-датчики, один из которых установлен на жестком колесе первой ступени, другой - на раме, сельсин-приемники и блок управления, входы которого посредством сельсин-приемников соединены с сельсин-датчиками, а выходы - суправляемыми муфтами, привод также снабжен волновой передачей, третьей ступени, включающей входной вал, генератор волн, жесткое и гибкое колеса, дополнительными коническими шестернями, дополнительными управляемыми муфтами для соединения входного вала первой ступени с генератором волн этой же ступени и посредством основной и дополнительных конических шестерен е валом третьей ступени и с основными коническими шестернями,На чертеже изображена схема волнового привода.Привод содержит корпус 1, двигатель 2 с приводным валом 3, на котором жестко закреплена приводная шестерня 4, передающая вращение посредством приводных зубчатых колес 5 и 6 соответственно на валы прямого 7 и обратного 8 вращения с управляемыми муфтами 9 и 10 управляемых шестерен 11 и 12, последняя из которых соединена с шестерней 13 входного вала 14 волновой передачи первой ступени, которых в приводе три.Генератор 15 волн первой ступени с помощью управляемой муфты 16 передает момент через гибкое колесо 17 на жесткое колесо 18 этой ступени. снабженное сельсин"датчиком 19 и соединенное посредством опоры 20 с жестким колесом 21 второй ступени, приводимым во вращение генератором 22 волн второй ступени, закрепленным на входном валу 23 этой ступени, снабженным жестко сидящей конической шестерней 24, находящейся в зацеплении со снабженной управляемой муфтой 25 конической шестерней 26, и свободно сидящей промежуточной конической шестерней 27, передающей момент ст снабженной управляемой муфтой 28 конической шестерни 29 на коническую шестерню 30 входного вала 31 третьей ступени с генератором 32 волн, который передает вращение на объект 33. Последний закрег лен на снабженном сельсин-датчиком 34 жес.гком колесе 35 третьей ступени, гибкое колесо 36 которой закреплено на снабжен;юй сельсин-датчиком 37 раме 38 гибкого колеса 39 второй ступени. Сельсин-приемники 40 - 42 соединены с входами блока 43 управления, выходы которого соединены с управляемыми муфтами,Привод работает следующим образом.Волновой привод обеспечивает вращение на угол р волновой передачей первой ступени, на угол- волновой передачей второй ступени, на угол д - третьей ступени,Для схвата манипулятора момент третьей ступени может быть использован для удержания детали или инструмента. Величина угла разворота задается сигналом рассогласования между его текущим и программным значениями(3) 5 Для каждого из представленных законов управления (1) - (3) характерны четыре варианта, которые рассмотрим, например, для угла р 10 0Ьр180(9) Задание направления вращения по углу р, а также по углам ф и д с учетом соотноше ний (4)-(9) осуществляется блоком 43 управления и обеспечивается в сторону минимального рассогласования между текущим и програмным значениями угла.Рассмотрим работу привода при изме нении угла р Пусть заданы условия (4) и (5). Тогда блок 43 управления подает сигналы на управляемые муфты 9 и 16 и вращение, создаваемое двигателем 2 от вала 3, через шестерни 4 и 5 передается на вал 7 прямого 40 вращения, Закрепленная на валу 7 муфтой 9 шестерня 12 вращает свободно сидящую шестерню 11 и шестерню 13, закрепленную на валу 14, Муфта 16 подключает генератор 15 волн первой ступени, который через гиб кое колесо 17, жестко соединенное с корпусом 1, передает вращение на жесткое колесо 18 и через опору 20, раму 38 и элементы 36 и 35 волновой передачи третьей ступени на объект 33. При этом конические 50 шестерни 26 и 29 свооодно сидят на входном валу 14.Рассмотрим отработку привода закона (1) при условиях (4)и(б). При этом блок 43 управления подает сигналы на муфты 10 и 55 16, Тогда момент с шестерни 4 через шестерню б передается на вал 8 обратного вращения, с которого шестерней 11 через свободно сидящую на валу 7 шестерню 12 - на шестерню 13 вала 14, который вращается в противоположную по отношению к указанномуу случаю сторону. Соответственно, объект 33 вращается в противоположную сторону.При отработке. условий (7) и"8) работа привода аналогична условиям (4) и(б), а условий (7) и(9) - условиям (4) и(5).Рассмотрим работупривода при реализации закона (3), Пустьдля Ьд справедливы условия (4)и(5), Тогда по сигналам от блока 43 управления включаются в работу муфты 9 и 28, первая из которых передает вращение на входной вал 14, далее через коническую пару 29 и 27 на коническую шестерню 30 входного вала 31 третьей ступени, на котором жестко закреплен генератор 32 волн волновой передачи этой же ступени. Гибким колесом 36 задается вращение жесткого колеса 35 вместе с объектом 33, Если для Лд справедливы условия (4;и 6), то реверс жесткого колеса 35 и объекта 33 достигается за счет подключения муфты 10 вместо муфты 9, а в остальном кинематика аналогична, При соблюдении для Лд условий (7)и(8) привод работает аналогично условиям (4) и(б), а при условиях (7) и(9) - аналогично условиям (4)и(5).При движении объекта в соответствии с законом (2), т,е. при работе волновой передачи второй ступени, исхОдя из конструк-. тивных особенностей, рама 38, закрепленная на гибком колесе 39, может вращаться относительно жесткого колеса 18 первой ступени на угол фдопуст, т,е. кругового вращения на 360 в этом случае не обеспечивается, в чем нет практической необходимости, Поэтому по Ьф возможны условия (5) и (6). При условии (5), т.е, ЛфО, блок 43 управления включает муфты 9 и 25, последняя из которых включает в передачу вращения на вал 23 генератора 22 волн волновой передачи второй ступени коническую пару 26 и 24. При этом жесткое колесо 21 остается неподвижным, а гибкое колесо 39 с рамой 38 обеспечивает перемещение волновой передачи третьей ступени вместе с объектом 33, При Лф 0, т .е, реверсировании вращения, вместо муфты 9 включается муфта 10, а в остальном работа аналогична указанной. Формула изобретения Волновой привод, содержащий корпус, двигатель с приводным валом, жестко закрепленную на нем приводную шестерню, валы прямого и обратного вращения с приводными зубчатыми колесами для взаимодействия с приводной шестерней и двумя управляемыми шестернями для взаимодей1728554 20 25 30 35 40 45 50 Составитель В,КирилкинТехред М.Моргентал Корректор М,Демчик Редактор И.Шулла Заказ 1394 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ствия между собой, две управляемые муфты, волновые передачи первой и второй ступеней, жесткие колеса которых посредством опоры жестко соединены между собой, гибкое колесо первой ступени жестко соединено с корпусом, а гибкое колесо второй ступени имеет раму, шестерню, установленную на входном валу первой ступени для взаимодействия с управляемой шестерней вала прямого вращения, конические шестерни для связи во второй ступени входного вала с генератором, сельсин-датчики, один из которых установлен на жестком колесе первой ступени, другой - на раме, сельсин-приемники и блок управления, входы которого посредством сельсинприемников соединены с сельсин-датчиками, а выходы - с управляемыми муфтами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения кинематических возможностей 5 за счет увеличения числа степеней свободырабочего объекта, привод также снабжен волновой передачей третьей ступени, включающей входной вал, генератор волн, жесткое и гибкое колеса, дополнительными 10 коническими шестернями, дополнительными управляемыми муфтами для соединения входного вала первой ступени с генератором волн этой же ступени и посредством основной и дополнительной конических ше стерен с валомтретьей ступени и сосновными коническими шестернями.